Proteinsyntese: transkripsjon, oversettelse og øvelser

Proteinsyntese er mekanismen for proteinproduksjon bestemt av DNA, som skjer i to faser kalt transkripsjon og oversettelse.

Prosessen foregår i cellens cytoplasma og involverer også RNA, ribosomer, spesifikke enzymer og aminosyrer som vil hjelpe i sekvensen av proteinet som skal dannes.

Stadier av gen eller genetisk uttrykk.

Kort sagt, DNA blir "transkribert" av messenger RNA (mRNA), og deretter blir informasjonen "oversatt" av ribosomer (ribosomale RNA-forbindelser og proteinmolekyler) og av transportøren RNA (tRNA), som transporterer aminosyrene, hvis sekvens vil bestemme proteinet som skal være dannet.

Genuttrykk

Trinnene i proteinsynteseprosessen reguleres av gener. Genuttrykk er navnet på prosessen der informasjonen i gener (DNA-sekvensen) genererer produkter gener, som er RNA-molekyler (i gentranskripsjonstrinnet) og proteiner (i translasjonstrinnet genet).

Gentranskripsjon

I denne første fasen åpnes DNA-molekylet, og kodene i genet er transkribert for RNA-molekylet. DE RNA-polymeraseenzym

den fester seg til den ene enden av genet, skiller DNA-strengene, og de frie ribonukleotidene pares med DNA-strengen som fungerer som en mal.

Sekvensen av nitrogenbaser av RNA følger nøyaktig sekvensen av baser av DNA, i henhold til følgende regel:

• U med A (Uracil-RNA og adenin-DNA),
• A med T (adenin-RNA og tymin-DNA),
• C med G (cytosin-RNA og guanin-DNA) og
• G med C (guanin-RNA og cytosin-DNA).

Det som bestemmer begynnelsen og slutten av genet som skal transkriberes er spesifikke nukleotidsekvenser, begynnelsen er promoterregion av genet og slutten er terminalregion. RNA-polymerase passer inn i promoterregionen til genet og beveger seg til terminalregionen.

genetisk oversettelse

DE polypeptidkjede dannes ved sammenføyning av aminosyrer i henhold til sekvensen av nukleotider av mRNA. Denne mRNA-sekvensen, kalt kodon, bestemmes av basesekvensen til DNA-strengen som tjente som mal. Dermed er proteinsyntese oversettelse av informasjonen i genet, og det er derfor det kalles genoversettelse.

Genetisk kode: kodoner og aminosyrer

Det er en samsvar mellom sekvensen av nitrogenholdige baser, som utgjør kodonet til mRNA, og aminosyrer assosiert med ham kalt genetisk kode. Kombinasjonen av tredoblinger av baser danner 64 forskjellige kodoner som tilsvarer 20 typer aminosyrer som vil komponere proteiner.

Se figuren nedenfor for sirkelen til den genetiske koden, som må leses fra midten og utover, altså eksempel: AAA-kodonen er assosiert med aminosyren lysin (Lys), GGU er glysin (Gly) og UUC er fenylalanin (Phe).

Genetisk kodesirkel. AUG-kodonet, assosiert med metioninaminosyren, er initieringskodonet og UAA-, UAG- og UGA-kodonene uten tilknyttede aminosyrer, er stoppkodonene.

Den genetiske koden sies å være "degenerert" fordi mange av aminosyrene kan kodes av samme kodon, slik som serin (Ser) assosiert med UCU-, UCC-, UCA- og UCG-kodonene. Imidlertid er det aminosyren metionin assosiert med bare ett AUG-kodon, som signaliserer start på oversettelsen, og 3 stopp kodoner (UAA, UAG og UGA) ikke assosiert med noen aminosyrer, som signaliserer slutten på proteinsyntese.

Lære mer om Genetisk kode.

Polypeptidkjededannelse

Skjematisk fremstilling av sammenhengen mellom ribosomet, tRNA og mRNA for proteindannelse.

Proteinsyntese begynner med sammenhengen mellom et tRNA, et ribosom og et mRNA. Hver tRNA bærer en aminosyre hvis basesekvens, kalt antikodon, tilsvarer mRNA-kodonet.

TRNA som bærer et metionin, orientert av ribosomet, binder seg til mRNA der tilsvarende kodon (AUG) er funnet, og starter prosessen. Så slår den seg av, og en annen tRNA slås på og gir en annen aminosyre.

Denne operasjonen gjentas flere ganger og danner polypeptidkjeden, hvis aminosyresekvens bestemmes av mRNA. Når ribosomet endelig når regionen til mRNA der det er en stoppkodon, er enden av prosess.

Hvem deltar i syntesen?

Sammenligning mellom et DNA (dobbeltstrenget) og et RNA (enkeltstrenget) molekyl.

DNA

Gener er spesifikke deler av molekylet i DNA, som har koder som vil bli transkribert til RNA. Hvert gen bestemmer produksjonen av et spesifikt RNA-molekyl.

Ikke alle DNA-molekyler inneholder gener, det er noen som ikke har informasjonen for gentranskripsjon, de er ikke-kodende DNA, og deres funksjon er ikke kjent.

RNA

molekylene til RNA de er produsert fra en DNA-mal. DNA er en dobbelt streng, hvorav bare en brukes til RNA-transkripsjon.

Enzymet deltar i transkripsjonsprosessen RNA-polymerase. Tre forskjellige typer produseres, hver med en spesifikk funksjon: mRNA - messenger RNA, tRNA - transport RNA og rRNA - ribosomalt RNA.

Ribosomer

Du ribosomer de er strukturer som er tilstede i eukaryote og prokaryote celler, hvis funksjon er å syntetisere proteiner. De er ikke organeller fordi de ikke har membraner, de er arter av granuler, hvis struktur er sammensatt av det brettede ribosomale RNA-molekylet, assosiert med proteiner.

De dannes av to underenheter og er plassert i cytoplasmaet, fritt eller assosiert med det grove endoplasmatiske retikulumet.

Sjekk forskjellene mellom DNA og RNA.

Øvelser

1. (MACK) UGC-, UAU-, GCC- og AGC-kodonene koder henholdsvis for aminosyrene cystein, tyrosin, alanin og serin; UAG-kodonet er terminal, det vil si at det indikerer avbrudd i oversettelsen. Et DNA-fragment, som koder for sekvensen serin - cystein - tyrosin - alanin, led tapet av 9^De nitrogenbase. Sjekk alternativet som beskriver hva som vil skje med aminosyresekvensen.

a) Tyrosinaminosyren vil bli erstattet av en annen aminosyre.
b) Aminosyren tyrosin vil ikke bli oversatt, noe som resulterer i et molekyl med 3 aminosyrer.
c) Sekvensen vil ikke bli oversatt, da dette endrede DNA-molekylet ikke er i stand til å styre denne prosessen.
d) Oversettelsen vil bli avbrutt ved 2. aminosyre.
e) Sekvensen vil ikke lide skade, da enhver modifisering i DNA-strengen umiddelbart blir rettet.

Se Svar

Riktig alternativ: d) Oversettelsen vil bli avbrutt ved 2. aminosyre.

2. (UNIFOR) “Messenger-RNA blir produsert i ____I___, og på ____II___ nivå er det assosiert med ____IIII___ som deltar i syntese av ____IV___. ” For å fullføre denne setningen riktig, må I, II, III og IV erstattes, henholdsvis per:

a) ribosom - cytoplasmatisk - mitokondrier - energi.
b) ribosom - cytoplasmatisk - mitokondrier - DNA.
c) kjerne - cytoplasmatisk - mitokondrier - proteiner.
d) cytoplasma - kjernefysisk - ribosomer - DNA.
e) kjerne - cytoplasmatisk - ribosomer - proteiner.

Se Svar

Riktig alternativ: e) kjerne - cytoplasmatisk - ribosomer - proteiner.

3. (UFRN) Et X-protein kodet av Xp-genet syntetiseres på ribosomer fra et mRNA. Til for at syntesen skal finne sted, er det nødvendig at trinnene finner sted i henholdsvis kjernen og i cytoplasmaet, i:

a) Initiering og transkripsjon.
b) Innvielse og avslutning.
c) Oversettelse og oppsigelse.
d) Transkripsjon og oversettelse.

Se Svar

Riktig alternativ: d) Transkripsjon og oversettelse.

4. (UEMA) Den genetiske koden er et biokjemisk informasjonssystem som tillater produksjon av proteiner, som bestemmer cellestrukturen og kontrollerer alle metabolske prosesser. Merk riktig alternativ der strukturen til den genetiske koden er funnet.

a) En tilfeldig sekvens av nitrogenholdige baser A, C, T, G.
b) En sekvens av ødelagte DNA-baser indikerer en sekvens av nukleotider som må samles for å danne et protein.
c) En sekvens av ødelagte RNA-baser indikerer en sekvens av aminosyrer som må samles for å danne et protein.
d) En tilfeldig sekvens av nitrogenholdige baser A, C, U, G.
e) En sekvens av ødelagte DNA-baser indikerer en sekvens av aminosyrer som må samles for å danne et protein.

Se Svar

Riktig alternativ: e) En sekvens av ødelagte DNA-baser indikerer en sekvens av aminosyrer som må samles for å danne et protein.

Du kan også være interessert i:

• Cytoplasma
• proteinstruktur
• Introduksjon til genetikk